Publié le lundi 28 janvier 2008. 

Craig Venter et son laboratoire privé (le Craig Venter Institute) s’approchent un peu plus de leur objectif annoncé au printemps 2007 : créer une bactérie artificielle baptisée Mycoplasma laboratorium. Après avoir correctement transplanté le génome d’une bactérie dans une nouvelle enveloppe bactérienne, l’équipe de ce généticien contesté vient de publier dans la revue Science un article détaillant l’assemblage et le clonage d’un génome bactérien entier. Cette nouvelle étape rapproche un peu plus la biologie synthétique de son objectif principal : la création d’un organisme vivant en laboratoire.

Le travail réalisé par ces biologistes est une première : ils sont parvenus à synthétiser le génome de Mycoplasma genitalium, une bactérie parasitaire du tractus uro-génital de la femme, connue pour son très petit génome de 583 kpb. A partir de morceaux d’ADN de 5 à 7 kpb [1] synthétisés chimiquement, ils ont assemblé des fragments plus longs de 24 kpb, 72 kpb et 144 kpb (respectivement 1/16ème, 1/8ème et 1/4 du génome de Mycoplasma genitalium) qu’ils ont ensuite clonés dans des bactéries Escherichia coli sous forme de chromosomes bactériens artificiels. Les bactéries hôtes ont ensuite assemblé le matériel génétique en quarts de génome, que les scientifiques se sont empressés d’isoler et de cloner chez Saccharomyces cerevisiae. Les levures se chargèrent alors de l’assemblage final, et un clone donna le génome entier dans sa séquence correcte. La méthode proposée par les biologistes permet donc de reconstituer un génome bactérien entier à partir de fragments d’ADN synthétisés chimiquement !

Micro-photographie du génome synthétique de Mycoplasma genitalium prise sur une période de 0,6 secondes.

Crédits : JCV Institute (2008).

La création de bactéries synthétiques ouvrirait la voie à de nombreuses applications biotechnologiques, comme par exemple la production de bioéthanol ou d’hydrogène. Les Mycoplasmes possédant un génome très réduit (dit minimal), il est plus facile de concevoir une version synthétique réduite de leur génome, ne contenant que les gènes essentiels à leur viabilité, et d’y rajouter des gènes d’intérêt pour produire des molécules d’intérêt ou assurer la transformation de matières premières.

Certains scientifiques ne manquent pas de faire remarquer que de tels travaux pourraient servir à engendrer des agents pathogènes synthétiques comme armes biologiques. En 2003, Craig Venter participait à l’élaboration du premier virus synthétique, ΦX174 (phi X), un bactériophage de 5386 pb, en seulement 14 jours. Antoine Danchin, Directeur du département génomes et génétique à l’Institut Pasteur, s’inquiète ainsi de l’utilisation de telles techniques sur le virus de la variole, éradiquée depuis 1977 mais dont le génome a été publié dans la littérature scientifique : « Les travaux de Venter montrent qu’il devient techniquement possible de reconstituer ce génome à partir de sa séquence, publique », déclare-t-il. Conscient de ces inquiétudes, Craig Venter assure travailler de concert avec des groupes d’experts en droit et éthique, débouchant en octobre 2007 à la publication d’un rapport sur la "gouvernance de la génomique synthétique". Ce document propose de contrôler étroitement les activités des laboratoires de biologie synthétique, mais n’écarte pas le risque d’une déviance de cette science à des fins militaires ... ou bioterroristes.

Sources :

Gibson D.G. et al. (2008). Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome. Science Express Published Online January 24, 2008